خيرا، قد تصنع المجتمعات النائية بنفسها خلايا شمسية (لتوليد الكهرباء) مستخدمة المخلفات النباتية، والفضل في ذلك يعود لتصميم طوَّرَه باحثون في سويسرا والولايات المتحدة.
تستلهم هذه التقنية عملية التمثيل الضوئي؛ ففي خلايا النبات، يفصل ضوء الشمس الشحنات الكهربية بفعالية تقترب من 100%.
أيضا لا بد أن تُفصَل الشحنات الكهربية لتوليد تيار في الخلايا الشمسية. وطوال العقد الماضي، ظل باحثون يحاولون صنع خلايا شمسية باستخلاص بعض الجزيئات المسؤولة عن عملية التمثيل الضوئي -والمعروفة بنظام ضوئي واحد(PS-I) - من النباتات لتوليد تيار كهربي عند تعريضها للضوء.
في السابق فشلت الأجهزة في توليد كميات كافية من الكهرباء، لكن فريقا بحثيا يقوده أندرياس ميرشن في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة الأمريكية، يزعم هذه الأيام أنه توصّل إلى حل من البساطة بحيث يمكن تكراره في أي مختبر.
اكتشف الباحثون وسيلة لتعريض أكبر مساحة من الخلية لأشعة الشمس، عن طريق عمل 'غابة' منمنمة؛ ثلاثية الأبعاد من أسلاك أكسيد الزنك النانونية، والإسفنج المصنوع من ثاني أكسيد التيتانيوم، على طبقة من الزجاج، تكسوها جزيئات نظام ضوئي واحد، تمتص أي قدر من أشعة الشمس يتسرب إلى السطح من أعلى، ومن ثم تحوله إلى كهرباء.
يذكر أن النسخ السابقة من هذه الخلايا الشمسية، والتي صنعها باحثون آخرون، كانت مسطحة.
وإذ تحول الخلية الشمسية التجريبية الجديدة 0.1% من طاقة ضوء الشمس الساقط إلى كهرباء، تَقْصُر عن 1.0% وهو معدل التحويل اللازم لتكون عملية - بيد أنها تزيد بنحو 10,000 ضعف عن أية خلية سابقة من هذا النوع.
ومن جانبه، أعرب ميرشن عن أمله أن تتمكن المجتمعات الريفية، في غضون سنوات قليلة، من مزج المخلفات النباتية -حتى قصاصات العشب- في كيس يحتوي على الزنك والتيتانيوم، ثم طلاء الخليط على أسطح منازلهم لبدء توليد الكهرباء.
والآن يرى الباحث الأمريكي أنه تم إنجاز جميع الاكتشافات الكبرى.
وأدلى ميرشن لموقع SciDev.Net بقوله: "نأمل أن تتمكن الآن الفرق (البحثية) الأخرى في جميع أنحاء العالم من تكرار ما فعلناه، ومن ثم تحسين التقنيات المستخدمة- وهذا سبب نشر نتائجنا في مجلة علمية يمكن الاطلاع عليها بالمجان."
يتمثل التطوّر العلمي هنا، وفق رؤية ديفنس جَست، مدير مركز جامعة ولاية أريزونا لإنتاج الوقود الشمسي المستوحى من مصادر بيولوجية في الولايات المتحدة: "في تدبير طريقة بسيطة نسبيا لإعداد خلايا كهروضوئية ذات امتصاص ضوئي معتبر، يمكن دراستها في المختبر، باستخدام هذه المواد."
أما فريدريك كريبس من مختبر ريسو الوطني للطاقة المستدامة في الدنمارك، صاحب الخبرة العريضة في نشر الخلايا الشمسية العضوية بأفريقيا، فكان أكثر حذرا، حيث قال: "هناك طريق طويل للغاية بين المشاهدة في المختبر والتطبيق الفعلي على أيدي أناس أحياء حقيقيين لا يملكون معرفة بهذه التكنولوجيا". معربا عن قلق يساوره أيضا من احتمال أن تُلحق الشمس ضررا بالمواد العضوية المستخدمة.
تعبيراتتعبيرات